高频下保持高输出阻抗的双极电流源
摘要: 基于仪器和运算放大器的传统 电流源和电压/电流转换器在低频下提供很高的输出阻抗,这是因为放大器具有良好的低频 CMRR(共模抑制比)。在较高频率下,降低的 CMRR、固有的输出电容、转换率的局限性阻止了高质量电流源的实现。
Abstract:
Key words :
基于儀器和運算放大器的傳統(tǒng) 電流源和電壓/電流轉換器在低頻下提供很高的輸出阻抗,這是因為放大器具有良好的低頻 CMRR(共模抑制比)。在較高頻率下,降低的 CMRR、固有的輸出電容、轉換率的局限性阻止了高質量電流源的實現。Analog Devices 公司的兩款 200 MHz線路接收/放大 IC——AD8129 和 AD8130——提供了差分輸入和顯著的 CMRR,使它們成為構建高頻恒流源的有力候選者。圖 1 中的電路提供了良好的起點,但 AD8130 較高的輸入偏置電流可能會在電流電平較低時影響輸出電流精度。

為了克服這個問題,可以添加一個單位增益緩沖器IC2來隔離電流傳感電阻器(圖 2)。另外,可以利用緩沖放大器來測量負載電壓并自舉輸出電纜的電容。該電路在1MHz時呈現的輸出阻抗約為500k ,并且利用±5V電源時,電流達標范圍是 0V至±3V 。

具有電容耦合負載的電
流源受益于一條直流伺服環(huán)路來穩(wěn)定電路的工作點(圖 3)。輸出耦合電容器 CO的值取決于要求的低頻衰減特性。基本電路的進一步改進實現了輸出電容的補償,并增加了電路的輸出阻抗。一個小型可調反饋電容器 CCOMP約為輸出端的雜散電容的一半,提供了前饋補償,并進一步降低了輸出端的雜散電容的影響(圖 4)。為了防止振蕩,電纜的屏蔽驅動電路的增益應略低于單位增益。注意:如果把輸出電流傳感電阻器 R9 降至100Ω,就能補償由 R1 和 R2 組成的輸入衰減器,并保持 1 mA/V特性。該電壓/電流源的頻率范圍是 20Hz 至 10 MHz 。如要實現最佳結果,請使用高頻電路布局和電源旁路方法。

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